3.5 Расчёт приточно – вытяжных каналов

а) Удельная масса свежего и отработавшего воздуха

q₀ = ,

где d₀ – влагосодержание свежего воздуха, г/кг.

Вентиляция рассчитывается для летних условий (t₀ = 20⁰), для которых d₀ = 10…12 г/кг при поступлении свежего воздуха из помещения цеха или сна­ружи.

б) Объём свежего V₀ и отработавшего V₂ воздуха определяют по формулам:

V₀ = q₀ ·M_P · ₀, м³/с;

V₂ = q₀ ·M_P · ₂, м³/с,

где ₀ – удельный объём свежего воздуха, м³/кг.

₂ – удельный объём отработавшего воздуха, м³/кг.

Удельный объём ₂ указан в таблице 5, а удельный объём ₀ = 0,85…0,87 м³/кг при t₀ = 20

в) Площадь сечения приточно – вытяжных каналов определяется по формуле:

F_КАН = , м²,

где - скорость движения приточного и отработанного агента ушки в каналах, м/с.

Принимается для воздуха в пределах 3…9 м/с., для перегретого пара до 15 м/с. Приточно - вытяжные каналы (каналы) могут быть круглой, квадратной или прямоугольной формы. Зная F_КАН, легко установить размеры (диаметр, стороны квадрата или прямоуголь­ника).

При круглой форме диаметр канала вычисляется по формуле:

d_КАН. = , м

F_КАН = = 0,105 м²

3.6 Расчёт расхода тепла на сушку

Расход тепла на сушку складывается из затрат тепла на прогрев материала, испарение из него влаги и на теплопотери через ограждения камеры.

а) Расход тепла на прогрев 1 м³ древесины определяется по формуле:

q _ПР.1М³ = q_ПР.1КГ. · _WH ,кДж/м³,

где q_ПР.1КГ – затраты тепла на прогрев 1 кг. влажной древесины, кДж/кг.

_WH – плотность древесины расчётного материала при заданной начальной влажности, кг/м³.

Значение q_ПР.1КГ определяется по диаграмме приложений как сумма абсолютных теплосодержаний древесины заданной начальной влажности при нагревании температуры. Левая часть диаграммы характеризует расход тепла на прогрев мерзлой древесины.

Значение плотности _WH определяют по диаграмме приложений в зависимости от породы и начальной влажности расчетного материала.

б) Удельный расход тепла на начальный прогрев древесины ( на 1 кг. подлежащей испарению влаги).

q _ПР.ЗИМ. = , кДж/кг.вл.

в) Расход тепла на прогрев древесины в камере в секунду для зимних условий.

Q_ПР.ЗИМ. = , кВт.,

где - объём прогреваемого материала, м³. В камерах периодического действия равна вместимости камеры, т.е. ёмкости всех штабелей в камере, а в камерах непрерывного действия-емкости всего штабеля.

- продолжительность начального прогрева древесины, ч (см. пункт 2)

г) Удельный расход тепла на испарение 1 кг. влаги определяется:

• при низкотемпературном процессе сушки (режимы М,Н,Ф)

q_ИСП. = 1000* - C_B ·t_М, кДж/кг.вл.,

где - тепло – и влагосодержание отработавшего воздуха, выбрасываемого из камеры (см. табл.5)

J₀,d₀ – тепло – и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в камеру. При поступлении воздуха из коридора управления допустимо принять d₀ = 10…12 г/кг. J₀ = 46 кДж/кг.;

С_В – удельная теплоёмкость воды. С_В = 4,19 кДж/(кг. град);

д) Расход тепла в камере на испарение влаги в секунду.

Q_ИСП. = q_ИСП. · М_Р, кВт.,

где М_Р – расчётное количество испаряемой влаги, кг/с

е) Расчёт потерь тепла через ограждения камеры (крайней в блоке) в секунду выполняется для каждого ограждения отдельно по формуле.

Q _{ОГР.ЗИМ.} = F ·K ·(t_КАМ..- t_РАСЧ..) С ·10^-3, кВт.,

где F площадь поверхности ограждения, м²

К - коэффициент теплопередачи данного ограждения, Вт/(м².град). Значения К принимаются по приложению.

t_КАМ. – температура агента сушки в камере определяется как среднее значение температур на входе и выходе из штабелей, т.е.

t_КАМ. = ,

t_РАСЧ – расчётная температура вне камеры для зимних условий,

Если ограждении располагаются внутри здания сушильного цеха, то t_расч. принимается 15 – 20⁰. Если же они соприкасаются с наружным воздухом, то t_расч. определяется по климатиче­ским таблицам (см.таблицу 3 приложения).

С – коэффициент увеличения теплопотерь, равный 1,5 - при мягких режимах сушки, 2 – при нормальных, форсированных и высокотемпературных.

Расчёт теплопотерь через ограждения камеры сводятся в таблицу 6.

Пример расчета:

Q _{ОГР.ЗИМ.} (наружная боковая стена) = 39,75*0,6*(59-20)*2*10^-3 = 23,85*39*0,002 = 1,86 кВт.

Q _{ОГР.ЗИМ.} (торцовая задняя стена) = 33,92*0,6*(59-20)*2*10^-3 = 20,35*39*0,002 = 1,59 кВт. Q _{ОГР.ЗИМ.} (торцовая передняя стена (без двери)) = 8,16*0,6*(59-20)*2*10^-3 = 4,9*39*0,002 = 0,38 кВт.

Таблица 6 - Потери тепла через ограждения камеры

Название огражде­ния	F		К Bm/(H2град)	tкам	tрасч.	tкам–tрасч	Ко­эффи- циент С	Q ОГР.ЗИМ.
	Расчётная формула	Значение м2
Наружная боковая стена	L*H
Торцовая задняя стена	B*H
Торцовая передняя стена (без двери)	B*H-b*h
Потолок	B*L
Пол	1,5 (L*2B)
Дверь	b*h
								∑

Потери тепла через смежные (междукамерные) стены в расчёт не принимаются. Чтобы правильно определить расчётную температуру для всех ограждающих поверхностей, необходимо выбрать возможный вариант планировки камер в цехе.

Для определения коэффициента теплопередачи ограждений необходимо знать их конструкцию, т.е. толщину и материал. Толщина наружных стен стационарных лесосушильных камер рекомендуется в два (510 мм) или в два с половиной (640мм) кирпича, а внутренних между смежными камерами – полтора кирпича (380 мм). Ограждения сборнометаллических камер изготавливаются в виде щитов толщиной 120- 130 мм с каркасом из профильной стали, с двухсторонней обшивкой их листовым металлом толщиной 2 мм и заполнением теплоизоляцией (шлаковата, стекловата, асбеста и т.п.). Значения коэффициента теплопередачи кирпичных стен, потолка (из железобетонных плит с утеплителями), дверей, ограждений сборных камер указаны в приложении).

Для камер любых конструкций в настоящее время рекомендуется каркасные (из профильной стали) дверей, прокатные листами нержавеющего металла с теплоизоляцией между ними. С целью облегчения конструкции дверей их толщина может быть 80-100мм с дополнительной теплоизоляцией (например, слой листового асбеста толщиной 4-5 мм). Для таких дверей следует принимать К = 0,6 Вт/ (м². град.).

Коэффициент теплопередачи пола принимается равным половине значение коэффициента теплопередачи наружной стены. При расчёте площади пола ширина внешней зоны теплопотерь через фундаменты принимаются равной 1,5м. Теплопотери через ограждения камеры ∑ Q _{ОГР. ЗИМ.} находятся путём суммирования потерь через все ограждающие конструкции.

ж) Удельный расход тепла на потери через ограждения.

q _{ОГР.ЗИМ.} = , кДж/кг.вл.

З) Суммарный удельный расход тепла на сушку для зимних условий

q_ЗИМ = ( q_ПР.ЗИМ. + q _ИСП. + q _{ОГР.ЗИМ.}) * С₁, кДж/кг. вл.

С₁ – коэффициент учитывающий дополнительный расход тепла на подогрев оборудования, периодически охлаждённых элементов ограждений и пр. С₁ = 1,1…1,3